【分享】最新研究 | 蛋鸡球虫病发病机制及减少球虫病的营养策略
1、前 言球虫病是由多种艾美耳球虫引发的疾病，常见于3-18周龄肉鸡或蛋鸡。尽管刚孵化小鸡体内母源抗体较高，但仍会感染球虫。在母体抗体耗尽时，体内球虫卵囊数在3-6周龄达到峰值。本篇综述阐述了球虫病对蛋鸡的危害，并通过总结减轻感染肉鸡生长性能和改善肠道的文献研究，列举了常见营养措施，为减轻蛋鸡球虫病负面影响提供参考。
2、球虫病简介
球虫病分布于世界各地肉鸡养殖业中，常通过粪口途径传播。据报道，艾美耳球虫卵囊可以在很长一段时间存活，并且易在全年生存繁殖的地区流行。在高养殖密度养殖的环境下，球虫病发病率很高。一般来说，轻度感染球虫病后，蛋鸡会产生免疫力，但在日龄较大时，蛋鸡因免疫力不足将感染球虫病。另外，抗球虫药物常用于产蛋前蛋鸡预防球虫病，并在开产前停用。因此，育成期蛋鸡获得的免疫力，不足以预防整个产蛋期对球虫病的感染。
目前欧洲许多国家蛋鸡已经笼养过度到无笼饲养模式，而美国也正在往无笼饲养模式。据相关统计数据，美国超过35%蛋鸡使用无笼饲养饲养。这些新的饲养模式以自由放养或散养的蛋鸡，比传统笼养模式更容易感染球虫病。但传统饲养模式下，蛋鸡依然可能感染球虫病，这可能由于残存笼子边缘的粪便存在球虫卵囊。
3、球虫病危害
3.1 肠道健康和氧化应激
肠腔艾美耳球虫的繁殖与释放，对蛋鸡胃肠道健康产生了多个负面影响，如肠道损伤评分增加、肠道通透性增加、紧密连接完整性破坏、炎症和氧化应激等。蛋鸡一生会持续更新肠上皮细胞，然后，球虫感染将蛋鸡上皮细胞周转速度增加了2倍。研究发现，在人工感染爱美尔球虫后的5-7天，蛋鸡上皮细胞的周转率最高，作者推测是由于大量第一代和第二代裂殖孢子释放至肠腔中。艾美耳球虫感染期间上皮细胞周转较快，这可能是一种宿主防御机制，即通过排出感染细胞来减少艾美耳球虫的增殖。球虫病影响蛋鸡产蛋性能的可能机制如下图所示。
同时，十二指肠上皮增殖细胞核抗原（细胞增殖标记物）的mRNA和蛋白质表达上调，进而隐窝深度增加，绒毛高度与隐窝深度比值降低。研究表明，与未感染艾美耳球虫的肉鸡相比，感染艾美耳球虫的肉鸡绒毛高度降低30-40%之间，降低幅度也取决于感染艾美耳球虫属的物种和水平。
此外，在感染艾美耳球虫病后，肉鸡肠道通透性增加幅度超过100%，这也对应了上文提及的艾美耳球虫感染期间观察到的肠上皮快速周转相对应。
在球虫感染期间，宿主体内活性氧（ROS）的产生量多于自身的中和能力，进而产生了氧化应激反应。这些ROS对细胞磷脂双分子层具有很高的亲和力，进而引发脂质过氧化和细胞毒性变化，最终破坏了胃肠道完整性并导致肠道形态异常。通常情况下，宿主体内活性氧依靠谷胱甘肽、谷胱甘肽过氧化氢酶和过氧化氢酶等抗氧化酶进行中和。在球虫感染期间，抗氧化酶活性未减弱，但ROS的产生速率依然超过了抗氧化酶清除能力。有研究表明，艾美耳球虫感染还增加了自由基诱导损伤的标记物，如丙二醇（MDA）。
3.2 生长性能
球虫感染对家禽生长性能的降低损失，取决于球虫的种类和感染程度。研究表明，使用105剂量球虫（Eimeria）卵囊感染肉鸡，肉鸡体增重减少了10.3%；而将卵囊感染数量增加至106，肉鸡体增重减少了26.7%。就现在发表的文献看，无论肉鸡感染哪种类型的球虫，肉鸡体增重都将减少至少10%，如E.maxiama和E.tenella也观察到类似结果。研究显示，E.maxiama诱导的球虫病对肉鸡体重负面影响最大，体增重减少幅度在23-37%；其次是E.tenella，体增重降低幅度在15-27%，E.acervulina降低肉鸡体重幅度在16-19%。
在混合型艾美耳球虫（E.maxima、E.tenella和E.acervulina）时，随着感染剂量的增加（6250→50000），肉鸡体重减少幅度将从13%到50%。此外，在感染早期，混合艾美耳球虫感染还造成高死亡率（47%），2周龄母鸡体重下降幅度从9%到28%不等，15周龄母鸡体重下降8%-15%，25周龄母鸡体重下降9-11%。另有研究发现，在感染早期（感染艾美耳球虫后1-8天），母鸡体重有所下降，但在恢复阶段（感染艾美耳球虫后8-14天），体重未出现下降趋势。这可能是由于感染早期鸡采食量减少和肠道损伤更为严重。此外，在早期感染阶段，机体更多营养分配在免疫反应中，以增强机体抵抗力。育成期和蛋鸡体重减轻或生长受阻或与饲料采食量减少和营养再分配有关。
3.3 产蛋性能
据报道，蛋鸡球虫病常发生于23-24周龄的早期产蛋阶段，球虫病特征是发病率和死亡率高，产蛋率显著下降。在感染E.maxima、E.acervulina和E.tenella后，蛋鸡甚至出现了产蛋暂停的现象。1969年，Hegde和Reid用不同种类艾美耳球虫攻毒蛋鸡，发现蛋鸡总产蛋量不及原来产蛋量的20%。感染球虫病后恢复需要4-6周时间，当然恢复情况也与感染球虫类型有关。
研究表明，球虫病暴发期间产蛋量减少源于氨基酸、碳水化合物和矿物质等营养物质吸收和利用效率不高。感染球虫后引发蛋鸡采食量骤减和肠道黏膜损伤，而肠道黏膜损伤影响了营养物质的消化吸收，进而产蛋量下降。有研究观察到，球虫病期间蛋鸡血浆氨基酸降低。氨基酸供应不足将会导致白蛋白合成量的减少。另外，球虫病期间蛋鸡体内氧化应激增加还会阻碍卵母细胞和颗粒细胞的发育，严重时将导致卵泡闭锁，或在输卵管和卵泡中发生细胞凋亡。此外，球虫病期间机体能量再分配，更多能量用于组织修复、炎症和维持氧化状态，最终导致产蛋量下降。
总之，产蛋鸡感染球虫病后造成饲料摄入量减少、营养物质吸收下降和死亡率增加的后果，给蛋鸡行业带来巨大的经济损失。
4、营养策略
4.1 维生素
维生素D是一种脂溶性维生素，其代谢产物在钙磷稳态和骨矿化中发挥着重要作用。近期研究表明，维生素D可以改善宿主对病原体防御的免疫调节作用。例如，给艾美耳球虫攻毒的蛋鸡或火鸡饲喂不同25（OH）D3水平的日粮，蛋鸡体重损失减少，同时粪便卵囊脱落数量减少，其改善蛋鸡免疫力的原理为巨噬细胞分泌一氧化氮（NO）增加、适应性免疫（CD4+、CD8+和CD4+CD25+T细胞）和炎性细胞因子（IL-1β和IL-10），保持肠道紧密连接。文献研究证明，补充维生素D或25（OH）D3可以改善高剂量艾美耳球虫感染肉鸡的体增重和饲料转化率。另外有研究发现，维生素D及其代谢产物可以改善球虫病对生长性能、产蛋性能、氧化应激和骨矿化的负面影响。下表总结了补充不同维生素减少球虫病的作用。
维生素E也是一种脂溶性维生素，具有很强的抗氧化能力，可以保护细胞和组织免受活性氧引起的脂质过氧化损伤。另外，维生素E还可以防止呼吸过程产生过量活性氧，参与减少炎症、产生细胞因子（TNF-α和IL-8）、保护免疫反应细胞（淋巴细胞、巨噬细胞和浆细胞），并促进免疫细胞的增殖和功能。
早有文献报道，给肉鸡饲喂补充100IU/kg维生素E的日粮，并随后使用E.tenella或E.maxima球虫攻毒肉鸡。试验结果表明，维生素E可以改善艾美耳球虫病感染的肉鸡体重和饲料转化率，并降低病变评分。不过，Allen和Fetterer（2002）连续进行了两项研究，在感染E.maxima球虫的肉鸡日粮中增加维生素E水平（13-200 IU/kg），除了病变评分略有降低外，没有观察到显著的性能差异；当高水平维生素E（80IU/kg)和精氨酸肉鸡体液具有更好的抗体IgG、IgM和IgA水平。另外，研究发现，维生素E可以增加生殖激素水平（促卵泡激素、黄体生成素、雌激素和黄体酮），来促进蛋鸡卵泡发育，增加产蛋量。维生素E可以增加蛋鸡产蛋性能和免疫反应，但是有效添加剂量还有待进一步研究。
维生素A也是脂溶性维生素的一种，是视黄醇化合物的前体物质。维生素A在多种生理过程中发挥着直观重要的作用，如视力发育、细胞生长分化、繁殖性能、免疫发育、骨骼生长和抗氧化作用。早在1945年的一项研究中，就报道了维生素A缺乏与球虫病发病率和严重程度之间的关联。在补充维生素A（1200IU/kg)后，同时感染梭菌和球虫病肉鸡的肠道形态和紧密连接增加。
与维生素A、维生素D和维生素E不同，维生素C是一种抗氧化性较强的水溶性维生素。维生素C是胶原蛋白合成的辅助因子，具有维持肠道上皮功能和促进伤口愈合的功能。此外，维生素C还通过增加单核细胞的吞噬活性及B细胞和T细胞的增殖分化，增强了先天免疫。维生素C还能改善体增重、增加采食量，并降低死亡率。
4.2 氨基酸
4.2.1 精氨酸
作为一种功能性必需氨基酸，精氨酸对家禽蛋白质合成和积累至关重要。精氨酸对蛋鸡肠道健康和繁殖功能如下图所示，精氨酸代谢产物一氧化氮（NO），具有调节免疫、抗氧化作用和介导非特异性防御的功能。此外，精氨酸可以代谢为脯氨酸、羟脯氨酸和多胺，后者可以促进细胞增殖。另外，鸟氨酸和脯氨酸是合成胶原蛋白的主要氨基酸，具有促进伤口愈合和骨骼生长的作用。
近年来，多项研究证实了精氨酸改善肉鸡球虫病的作用。高精氨酸水平（高于NRC推荐）改善了球虫感染的肉鸡的肠道健康，如肠道绒毛高度和杯状细胞计数增加，同时紧密连接蛋白表达、肠道通透性和肠道形态均有了不同程度改善。另有研究表明，在精氨酸水平超过需求量的25-50%时，球虫感染肉鸡体增重提高，其原理可能与NO合成量和肠道形态改善有关。此外，高精氨酸水平还能通过增强谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）活性，提高艾美耳球虫感染肉鸡的抗氧化状态，降低氧化产物MDA水平。
就蛋鸡而言，精氨酸与艾美耳球虫感染的关系还有待试验验证。但是，在脂多糖诱导的免疫抑制过程中，补充精氨酸降低了炎症细胞因子IL-1β、IL-10、TLR4和NF-κB的表达。精氨酸代谢产物NO在下丘脑-卵巢轴中发挥着重要功能，并在蛋鸡产蛋性能中起着至关重要的作用。根据已有文献对肉鸡和蛋鸡的研究，日粮高精氨酸水平可以减轻感染艾美耳球虫蛋鸡的症状及产蛋性能的下降。
4.2.2 蛋氨酸
蛋氨酸是肉鸡和蛋鸡玉米-豆粕型日粮的第一限制性氨基酸，也是翻译过程中引入多肽链的第一个氨基酸。除了合成蛋白质外，蛋氨酸还是多种功能性化合物的前体物质。蛋氨酸是半胱氨酸的前体物质，而半胱氨酸与甘氨酸和谷氨酰胺合成谷胱甘肽。半胱氨酸和谷胱甘肽都能保护细胞免受ROS的侵害。有研究表明，日粮150%含硫氨基酸可以改善艾美耳球虫感染肉鸡的日增重和卵囊重，减少丙二醛（MDA）浓度。在感染艾美耳球虫病期间，降低日粮蛋氨酸水平显著影响肉鸡的生产性能、氧化状态和免疫反应。在热应激条件下，观察到艾美耳球虫病感染蛋鸡与肉鸡相似的试验结果，即减少蛋氨酸水平降低了蛋鸡的产蛋性能和骨矿化，并增加了蛋鸡的氧化应激。总之，含硫氨基酸可以改善艾美耳球虫感染期间的生产或产蛋性能、免疫反应和氧化状态。
4.2.3 其他氨基酸
谷氨酰胺是一种条件性必需氨基酸，是免疫和肠上皮细胞的主要能量来源，也是谷胱甘肽合成的前体物质。在球虫攻毒阶段补充0.5%或1%谷氨酰胺，肉鸡炎症细胞因子IL-10和IFN-γ的表达明显下降，同时肠道形态和完整性得到改善。此外，与感染艾美耳球虫肉鸡的正常粗蛋白日粮相比，粗蛋白日粮补充0.75%谷氨酰胺可以改善恢复期肉鸡的体增重，并维持Claudin-1的正常表达。
苏氨酸也是一种必需氨基酸，在胃肠道分泌黏蛋白和抗体（IgA和IgM)的过程中起着重要作用。肠道黏液层是抵抗病原菌入侵的第一道防线，因此，球虫感染期间黏蛋白分泌量增加，这可能增加了苏氨酸的需求量。用混合艾美耳球虫感染的肉鸡，采食124%苏氨酸水平日粮后，其生长性能可以提高至未感染球虫病肉鸡的水平。相比之下，苏氨酸缺乏日粮将损害肉鸡肠道完整性、炎症反应和淋巴细胞群，并使球虫感染肉鸡症状进一步加重。下表总结了功能性氨基酸对球虫感染肉鸡的缓解作用，但球虫病蛋鸡与氨基酸之间的关系还需进一步研究。
4.3 其他饲料添加剂
植物源性饲料添加剂是一类植物衍生的天然生物活性化合物，并具有广泛的生物活性。植物源性饲料添加剂广泛应用于家禽生产中，主要通过改善动物胃肠道健康、抗氧化和免疫调节作用来改善家禽生产性能。植物源性添加剂对感染球虫病的肉鸡有改善效果，如青蒿素、姜黄素、百里香、牛至及其精油。
研究发现，日粮加入姜黄素粉（100-200mg/kg）可以降低混合艾美耳球虫病感染肉鸡的损伤评分，并改善抗氧化状态。而牛至精油可以改善球虫感染肉鸡的体增重和FCR，减少肠道损伤和氧化应激。植物源饲料添加剂改善球虫感染肉鸡的原理增强免疫调节组欧总、清除活性氧、减少卵囊脱落和盲肠短链脂肪酸的产生。
研究表明，日粮补充植物源性添加剂可以改善蛋鸡的产蛋性能、免疫反应和抗氧化状态，但植物源性饲料添加剂对蛋鸡的应用研究尚处于研究阶段。
5、结论
1、球虫病常发病于鸡幼龄阶段，青年鸡和蛋鸡也容易感染球虫病；
2、在感染艾美耳球虫后，蛋鸡出现肠道损伤、氧化应激、体重减轻和产蛋性能下降的症状；
3、补充维生素和氨基酸是预防和减少球虫病导致生产性能下降的常见营养性措施，其中高精氨酸、苏氨酸、蛋氨酸水平和补充谷氨酰胺可以改善艾美耳球虫感染蛋鸡的产蛋性能和肠道健康。
参考文献：
Sharma, Milan Kumar, and Woo Kyun Kim. "Coccidiosis in Egg-Laying Hens and Potential Nutritional Strategies to Modulate Performance, Gut Health, and Immune Response." Animals 14.7 (2024): 1015.
来源：CJ希杰BestAmino
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